重新审视太阳系周围银河区域:莱曼-阿尔法辐射研究

The NASA New Horizons spacecraft's extensive observations of Lyman-alpha emissions have resulted in the first-ever map from the galaxy at this important ultraviolet wavelength, providing a new look at the galactic region surrounding our solar system.

"了解莱曼阿尔法背景有助于揭示邻近银河系结构和过程,"该研究的首席研究员、论文第一作者、西南研究所(SwRI)的兰迪·格拉德斯通博士表示。"这项研究表明,像我们太阳系所在的这种热星际气体气泡,实际上可能是在名为莱曼阿尔法的特定波长下氢气辐射增强的区域。"

莱曼阿尔法是氢原子发射和散射的特定紫外线波长。它对研究遥远恒星、星系及星际介质的天文学家尤为有用,因为它有助于探测这些遥远天体的组成、温度和运动。

在前往冥王星的初始旅程中,新视野号探测器利用爱丽丝仪器(SwRI开发的紫外光谱仪)收集了莱曼阿尔法辐射的基线数据。光谱仪是天文学家将光分解成各种颜色的工具。爱丽丝仪器专攻远紫外波段。

在完成冥王星的主要探测目标后,科学家利用爱丽丝仪器在新视野号远离太阳飞行期间,对莱曼阿尔法辐射进行了更广泛、更频繁的巡天观测。这些观测包括2023年进行的一系列广泛扫描,测绘了约83%的天空。

为分离出来自银河系的辐射,新视野号团队对散射的太阳莱曼阿尔法辐射建模,并将其从光谱仪数据中扣除。结果表明,背景莱曼阿尔法天空亮度约为均匀状态,其强度比先前预估高出约10倍。

"这些结果指向了氢原子在热气泡外壳中发射和散射莱曼阿尔法光子,"格拉德斯通解释道。"已知该气泡由数百万年前邻近超新星事件形成,包围着我们的太阳系和附近恒星。"

研究还发现,没有证据表明被认为环绕日光层的氢墙对观测到的莱曼阿尔法信号有显著贡献。科学家曾推测,当星际氢原子遭遇日光层(太阳风与星际介质相互作用主导的广阔区域)边缘时会积聚成墙。然而新视野号数据未发现任何证据表明该墙是莱曼阿尔法辐射的重要来源。

"这些确实是里程碑式的观测,首次清晰呈现了太阳系周围天空在这些波长下的景象,"合著者兼新视野号首席研究员艾伦·斯特恩博士指出,"既揭示了该天区的新特征,也推翻了与新视野号爱丽丝数据不符的旧有观点。这份莱曼阿尔法星图还为未来深入研究奠定了坚实基础。"